JP7100753B1

JP7100753B1 - ラベル及び検査方法

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Publication number: JP7100753B1
Application number: JP2021192416A
Authority: JP
Inventors: 舜伊藤
Original assignee: Asahi Soft Drinks Co Ltd
Current assignee: Asahi Soft Drinks Co Ltd
Priority date: 2021-11-26
Filing date: 2021-11-26
Publication date: 2022-07-13
Anticipated expiration: 2041-11-26
Also published as: JP2023079145A; JP2023079025A

Abstract

【課題】貼付け不良を高精度で検出可能とする新規な構成とするラベル、及び、貼り付け不良の新規な検査方法を提案する。
【解決手段】容器に巻き付けて貼付される矩形のラベルであって、画像検出によりパターンマッチングされるための基準マークと、巻き付け方向の両端部に設けられ、前記基準マークに対する所定の位置においてそれぞれ画像検出されるための一対の被検出用マークと、を備える、ラベル。
【選択図】図８

Description

本発明は、飲料が充填されるプラスチックボトルなどの容器に巻き付けて貼付されるラベルに関するものであり、より詳しくは、ラベルの貼付け不良を検出するための技術に関する。

従来、例えば、特許文献１に開示されるように、飲料などの液体が充填されるプラスチックボトル等の容器に貼り付けられたラベルの外観を撮像し、検査する検査方法が知られている。特許文献１では、特に、ラベルの位置ズレを検査する方法について開示している。

また、特許文献２では、円筒製品の円筒面を覆うように巻き付けられたラベルの貼合わせ箇所を撮像し、欠陥（ラベルのしわ）を検出する方法について開示している。

特開平６－１３８０５７号公報特許第６７６９２６９号明細書

上述した容器に巻き付けて貼付けられるラベルは、いわゆるロールラベルとして知られており、ラベルが傾斜して貼り付けられて位置ズレが生じることや、シワの発生といった貼付け不良が懸念されるものであり、より制度の高い検査方法が求められている。

以上の問題に鑑み、本発明は、貼付け不良を高精度で検出可能とする新規な構成とするラベル、及び、貼り付け不良の新規な検査方法を提案するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

本発明の一形態では、容器に巻き付けて貼付される矩形のラベルであって、画像検出によりパターンマッチングされるための基準マークと、巻き付け方向の両端部に設けられ、前記基準マークに対する所定の位置においてそれぞれ画像検出されるための一対の被検出用マークと、を備える、ラベルとする。

また、本発明の一形態では、前記各被検出用マークは、巻き付け方向に長い帯状であり、一方の被検出用マークの長さは、他方の被検出用マークの長さよりも長く構成される、こととする。

また、本発明の一形態では、前記被検出用マークは、前記巻き付け方向と直交するラベルの幅方向において、同一の位置に設けられる、こととする。

また、本発明の一形態では、前記一対の被検出用マークは、前記ラベルの幅方向において、複数箇所に設けられる、こととする。

また、本発明の一形態では、前記基準マークは、一つの一対の被検出用マークの一方の被検出用マークに重ねて配置され、かつ、矩形のラベルの角部の近傍に設けられる三角形状である、こととする。

また、本発明の一形態では、前記被検出用マークの周囲には、透明箇所が設けられる、こととする。

また、本発明の一形態では、ラベルの貼り付け不良を検出するための検査方法であって、前記基準マークをパターンマッチングにより検出する第１ステップと、検出された前記基準マークに対する所定の二箇所の位置において、それぞれ、被検出用マークを検出する第２ステップと、検出された被検出用マークに基づいてラベルの貼り付け不良を判定する第３ステップと、を有する、ことを特徴とする検査方法とする。

本発明の一形態によれば、貼付け不良を高精度で検出可能とする新規な構成とするラベル、及び、貼り付け不良の新規な検査方法が実現できる。

また、本発明の一形態によれば、長い被検出用マークについて、ある程度の長さを確保することにより、検出精度に幅をもたせることができ、良／不良判定の自由度を高めることができる。他方、短い被検出用マークについては、検出されるために必要最低限の長さを確保すればよく、被検出用マークによってラベルのデザインが損なわれることを防ぐことができる。

また、本発明の一形態によれば、一対の被検出用マークは、ラベルの幅方向において、複数箇所に設けられることとすることで、ラベルの貼り付け不良を複数箇所で検査することが可能となる。

また、本発明の一形態によれば、基準マークを三角形状とすることで、容器を廃棄する際のラベルの剥がし口（ラベルを摘まむ箇所）を示す剥がし口マークとして、基準マークを機能させることができる。

また、本発明の一形態によれば、被検出用マークの周囲には、透明箇所が設けられるラベルにおいて、透明を基調とするデザインを損なうことなく、被検出用マークを追加的に設けて実施することができる。

（Ａ）は容器とラベルの構成について説明する図。（Ｂ）はラベルを途中まで貼り付けた状態について説明する図。（Ｃ）はラベルを貼り付け終えた状態について説明する図。ラベルの一実施例について説明する図。（Ａ）はラベルの別の実施例について説明する図。（Ｂ）はラベルの別の実施例について説明する図。（Ｃ）はラベルの別の実施例について説明する図。（Ｄ）はラベルの別の実施例について説明する図。（Ａ）はラベルの別の実施例について説明する図。（Ｂ）はラベルの別の実施例について説明する図。ラベルの検査装置の構成例について示す概要図。撮像画像の例について示す図。撮像画像の別の例について示す図。（Ａ）はラベルが正常に貼り付けられた際の撮像画像の例について説明する図。（Ｂ）はラベルの貼り付け不良が生じた際の撮像画像の例について説明する図。（Ｃ）はラベルの貼り付け不良が生じた際の別の撮像画像の例について説明する図。（Ｄ）はラベルの貼り付け不良が生じた際の別の撮像画像の例について説明する図。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下では説明の便宜のために、図１（Ａ）乃至（Ｃ）に示す容器１において、紙面の上側を上位置、下側を下位置、上下方向を高さ方向とし、容器１の中心軸１Ｃが上下方向となるように表示される。また、図１（Ａ）乃至（Ｃ）に示す帯状のラベル２において、紙面の上下方向をラベル２の幅方向Ｄｙとし、紙面の左右方向におけるラベル２の長さ方向Ｄｘ、又は、巻き付け方向Ｄｘとし、左右方向の端を巻き付け方向Ｄｘの一端Ｔａ，他端Ｔｂとする。

図１（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、帯状の矩形のラベル２は、容器１の胴部１ａに巻き付けて貼り付けられるロールラベルである。図示せぬラベラー（ラベル貼り付け装置）において、ロールに巻かれた連続ラベルが所定の長さにカットされつつ、ラベル２の一端Ｔａが容器１の胴部１ａに接着剤などにより張り付けられた後、容器１を回転させることでラベル２が容器１に巻き付けられ、ラベルの他端Ｔｂが一端Ｔａの上に重なるようにして貼り付けられる。他端Ｔｂと一端Ｔａが重なる箇所により、貼合わせ箇所Ｔｃが構成される。

容器１は、いわゆるＰＥＴボトル（ペットボトル）などのプラスチック製のボトルや、ガラス製の瓶など容器であり、円筒状の胴部を有する丸ボトルや、角筒状の胴部を有するボトルであり、素材や形状の細部については特に限定されるものではない。容器に充填される内容物は、ジュース、水、茶などの清涼飲料の他、液体調味料、薬品、塗料などであってもよく、特に限定されるものではない。

図２に示すように、ラベル２は横長の矩形にて構成され、容器に巻き付けた状態で外観に現れる面が外側面２２とされる。左側の一端Ｔａの裏側が容器側に貼着され、右側の他端Ｔｂが一端Ｔａの外側に重ねられることが予定される。

図２に示すように、ラベル２の外側面２２には、画像検出によりパターンマッチングされるための基準マーク２４が表れる。基準マーク２４は、ラベル２の内側面（外側面２２と反対側の面）にプリント等されて外側に透けて現れることとするほか、外側面２２にプリント等されるものであってもよい。

図２に示すように、ラベル２の巻き付け方向Ｄｘの両端部には、それぞれ、基準マーク２４に対する所定の位置においてそれぞれ画像検出されるための被検出用マーク２６，２８が設けられる。

図２に示すように、各被検出用マーク２６，２８は、それぞれラベル２の端側から巻き付け方向Ｄｘの内側に伸びる帯状のマークにて構成され、一方の被検出用マーク２６の長さ２６Ｌは、他方の被検出用マーク２８の長さ２８Ｌよりも長く構成される。例えば、一方の被検出用マーク２６の長さ２６Ｌは、他方の被検出用マーク２８の長さ２８Ｌよりも１．５倍～２倍程度長く構成される。例えば、被検出用マーク２６の長さ２６Ｌを３ｃｍとし、被検出用マーク２８の長さ２８Ｌを１．５ｃｍとすることなどが考えられる。

図２に示すように、被検出用マーク２６，２８は、巻き付け方向Ｄｘと直交するラベルの幅方向Ｄｙにおいて、同一の位置に設けられる。これにより、ラベル２に位置ズレやシワなどの貼付け不良が生じない場合においては、ラベル２を巻き付けた状態において、各被検出用マーク２６，２８が同一の高さ位置に現れることになる。

図２に示すように、基準マーク２４は、被検出用マーク２８の上に設けられるほか、被検出用マーク２８と被らない位置に設けられることとしてもよい（図３（Ａ））。基準マーク２４の位置は、ラベル２の貼り付け後において、基準マーク２４がパターンマッチングにより確実に認識される位置であればよく、特に限定されるものではない。また、例えば、ラベルを巻く向きが逆である場合には、図２において、基準マーク２４、及び、被検出用マーク２６，２８が左右逆となる配置とすることとしてもよい。

本実施例では、基準マーク２４は、一方の被検出用マーク２８に重ねて配置され、かつ、ラベル２の角部２ａの近傍に設けられる三角形状である、こととしている。このように三角形状とすることで、容器１を廃棄する際のラベル２の剥がし口（ラベルを摘まむ箇所）を示す剥がし口マークとして機能させることができる。なお、基準マーク２４に剥がし口マークの機能を持たせるものではなく、剥がし口マークとは別の位置に設けられるものであってもよい。また、基準マーク２４は、三角形状とする他、丸形状、四角形状、バーコード形状などであってもよく、画像検出によりパターンマッチングされる形状であれば特に限定されるものではない。

また、図３（Ａ）に示すように、一対の被検出用マーク２６，２８は、ラベル２の幅方向Ｄｙにおいて、下側に位置する第二箇所Ｄ２に設けられることとしてもよい。

また、図３（Ｂ）に示すように、一対の被検出用マーク２６，２８は、ラベル２の幅方向Ｄｙにおいて、二か所に設けられることとしてもよい。即ち、ラベル２の幅方向Ｄｙの上側に位置する第一箇所Ｄ１に一対の被検出用マーク２６，２８が設けられ、ラベル２の幅方向Ｄｙの下側に位置する第二箇所Ｄ２に一対の被検出用マーク２６，２８が設けられる、こととしてもよい。これにより、第一箇所Ｄ１と第二箇所Ｄ２のそれぞれにおいて、ラベルの貼り付け不良を複数箇所で検査することが可能となる。なお、第一箇所Ｄ１と第二箇所Ｄ２の二箇所に限らず、より多くの箇所で検査されることとしてもよい。

また、図３（Ｃ）に示すように、下側にある第二箇所Ｄ２の被検出用マーク２８の箇所に、基準マーク２４を設けることとしてもよい。この他、第一箇所Ｄ１と第二箇所Ｄ２の両方の被検出用マーク２８について、基準マーク２４を設けることとしてもよい。

また、図３（Ｄ）に示すように、下側にある第二箇所Ｄ２について、ラベル２の巻き付け方向Ｄｘに伸びるような連続帯状の被検出用マーク２９を設けてもよい。この他、上側にある第一箇所Ｄ１について連続帯状の被検出用マーク２９とし、下側の第二箇所Ｄ２について、一対の被検出用マーク２６，２８を設けることとしてもよい。

図２に示すように、被検出用マーク２６，２８の周囲には、透明箇所が設けられる、こととしてもよい。即ち、被検出用マーク２６，２８の背景が透明なラベルについて被検出用マーク２６，２８を設けるものである。例えば、透明容器に、ラベル２を付する場合において、図柄２Ｚの周囲を透明部分２Ｔとして飲料の色（例えば、オレンジシュースのオレンジ色）を外観に現れるようにしたラベルデザインでは、被検出用マーク２６，２８を設けることで本発明を適用することができる。この場合において、ジュースの色と被検出用マーク２６，２８の色は、画像検出の装置により区別できる色であることが好ましい。

また、必要最小限の長さの帯状の形態にて被検出用マーク２６，２８をラベルの端部に目立たないように設けることで、ラベル２の全体のデザインを損なうことなく、本発明を実施することができる。特に、ラベル２が透明デザインを基調とする場合においては、透明デザインを損なうことなく、被検出用マーク２６，２８を追加的に設けることができ、好適な実施形態となる。

なお、図４（Ａ）に示すように、被検出用マーク２６，２８を透明として、被検出用マーク２６，２８の周囲を不透明とすることや、図４（Ｂ）に示すように、被検出用マーク２６，２８を第一色、被検出用マーク２６，２８の周囲を第一色とは異なる第二色としてもよく、被検出用マーク２６，２８が検出されるものであれば、特に形態を限定するものではない。

図５に示すように、ラベル２の貼付不良は、検査装置３０によって検査される。検査装置３０は、容器１に貼付されたラベル２を全周方向から撮像するための複数のカメラ３１と、カメラ３１を制御するコントローラ３２と、を有して構成される。

図５は検査装置３０を上側から見た概要図であり、本実施例では検査装置３０のカメラ３１は４台設けられ、容器１が連続的に搬送する搬送ライン４０の側方に２台ずつ振り分けて配置される。カメラ３１を複数台設けることにより、ラベル２の全領域を撮像することができ、容器１の向き（容器の中心軸１Ｃを軸とする回転方向の角度）がどの向きであっても、ラベル２に設けられる基準マーク２４（図２）を撮像することができる。

図５に示すように、各カメラ３１はコントローラ３２に接続されており、コントローラ３２の制御によって各カメラ３１にてラベル２の撮像画像３４を取得する。

図５及び図６に示すように、コントローラ３２は、得られた複数の撮像画像３４の中から基準マーク２４をパターンマッチングにより検出する。より具体的には、コントローラ３２には基準マーク２４に対応するキーパターン２５が予め登録されており、コントローラ３２は撮像画像３４の中から当該キーパターン２５と一致する基準マーク２４を認識する。

図６は撮像画像３４の一例である。
図６に示すように、コントローラ３２は、例えば、直角三角形のキーパターン２５の重心位置を基準点２４ａとして特定し、基準点２４ａに基づいて座標軸５を規定する。

図６に示すように、コントローラ３２には、検査領域ＫＬ，ＫＲが予め設定されている。検査領域ＫＬ，ＫＲは、撮像画像３４内に規定された座標軸５において所定の座標位置に設定される。本実施例では、検査領域ＫＬ，ＫＲは、それぞれ基準マーク２４の左右方向（巻き付け方向Ｄｘ）において、基準マーク２４から所定の距離離れた位置に設定される。

図７は、別形態のラベル２の撮像画像３４Ａの例について示すものである。この撮像画像３４Ａは、図３（Ａ）に示すラベル２を撮像した場合の撮像画像である。このように、基準マーク２４が各被検出用マーク２６，２８と幅方向Ｄｙにおいてずれている場合には、検査領域ＫＬ，ＫＲは、それぞれ基準マーク２４の左右方向（巻き付け方向Ｄｘ）、及び、幅方向Ｄｙにおいて、基準マーク２４から所定の距離離れた位置に設定される。

そして、コントローラ３２は、各検査領域ＫＬ，ＫＲに現れる各被検出用マーク２６，２８の状況に基づいて、貼り付け不良の有無を判定する。
具体的には、各検査領域ＫＬ，ＫＲに現れる各被検出用マーク２６，２８のエッジ（輪郭）を色調の違いから認識し、各被検出用マーク２６，２８の幅方向Ｄｙの座標や、巻き付け方向Ｄｘの座標を用いて判定を行う。なお、各被検出用マーク２６，２８のエッジが認識されやすいように、被検出用マーク２６，２８の箇所に他の部位と比較して反射率の高い色を採用することとしてもよい。

貼り付け不良の有無は、以下のようにして判定する。
例えば、図８（Ａ）に示すように、各検査領域ＫＬ，ＫＲにおいて、各被検出用マーク２６，２８の下側のエッジＥ１，Ｅ２を検出し、エッジＥ１，Ｅ２の幅方向Ｄｙの座標（高さ方向の位置）を比較し、幅方向Ｄｙの座標の差異が所定の範囲内にある場合には、幅方向Ｄｙの貼付け不良無しと判定する。なお、各被検出用マーク２６，２８の下側のエッジＥ１，Ｅ２を検出する代わりに、各被検出用マーク２６，２８の上側のエッジを検出することとしてもよい。

他方、例えば、図８（Ｂ）に示すように、各被検出用マーク２６，２８の下側のエッジＥ１，Ｅ２の幅方向Ｄｙの座標が大きくずれる場合には、ラベルが斜めずれる、或いは、上下にずれて貼り付けられたものと推定し、貼り付け不良有りと判定する。

また、図８（Ａ）に示すように、例えば、一方の検査領域ＫＬにおいて、被検出用マーク２８の巻き付け方向ＤｘのエッジＥ４の有無を検出し、検査領域ＫＬ内にエッジＥ４が存在する場合には、幅方向Ｄｙの貼付け不良無しと判定する。

他方、例えば、図８（Ｃ）に示すように、被検出用マーク２８のエッジＥ３が検査領域ＫＬ内に確認されない場合には、ラベルにシワが生じて基準マーク２４に対し被検出用マーク２８が規定の位置よりも離れた位置にあるとして、巻き付け方向Ｄｘの貼付け不良有りと判定する。

また、図８（Ｄ）の例では、検査領域ＫＬ内に被検出用マーク２６のエッジが一つも検出されないことから、ラベルに大きなシワや、めくれが生じたものと推定し、貼り付け不良有りと判定する。

以上のようにして、ラベルの貼付け不良を検出することができる。
即ち、基準マーク２４をパターンマッチングにより検出する第１ステップと、
検出された基準マーク２４に対する所定の二箇所の位置において、それぞれ、被検出用マーク２６，２８を検出する第２ステップと、
検出された被検出用マーク２６，２８に基づいてラベルの貼り付け不良を判定する第３ステップと、を有する、検査方法とするものである。

このようにして、ラベルの貼り付け不良を高精度で検出可能することができる。

ここで、図２に示すように、一方の被検出用マーク２６の長さ２６Ｌは、他方の被検出用マーク２８の長さ２８Ｌよりも長く構成されることとする。これにより、図６に示すように、貼合わせ箇所Ｔｃにおいて、ラベル２の一端Ｔａ側に形成される被検出用マーク２６がラベル２の他端Ｔｂによって隠されることなく、他端Ｔｂの側方に露出させて検出させることができる。つまり、被検出用マーク２６がラベル２の他端Ｔｂに隠れることなく、確実に露出することが可能となる。

さらに、長い被検出用マーク２６について、ある程度の長さを確保することにより、検出精度に幅をもたせることができ、良／不良判定の自由度を高めることができる。他方、短い被検出用マーク２８については、検出されるために必要最低限の長さを確保すればよく、被検出用マーク２８によってラベル２のデザインが損なわれることを防ぐことができる。

１容器
１Ｃ中心軸
１ａ胴部
２ラベル
２ａ角部
５座標
２２外側面
２４基準マーク
２４ａ基準点
２６被検出用マーク
２８被検出用マーク
３０検査装置
３１カメラ
３２コントローラ
３４撮像画像
Ｄ１第一箇所
Ｄ２第二箇所
Ｄｘ巻き付け方向
Ｄｙ幅方向
ＫＲ検査領域
ＫＬ検査領域
Ｔａ一端
Ｔｂ他端
Ｔｃ貼合わせ箇所

Claims

容器に巻き付けて貼付される矩形のラベルであって、
画像検出によりパターンマッチングされるための基準マークと、
巻き付け方向の両端部に設けられ、前記基準マークに対する所定の位置においてそれぞれ画像検出されるための一対の被検出用マークと、を備えるラベルを貼り付けた状態の容器の前記ラベルの貼り付け不良を検出するための検査方法であって、
前記基準マークをパターンマッチングにより検出する第１ステップと、
検出された前記基準マークに対する所定の二箇所の位置において、それぞれ、被検出用マークを検出する第２ステップと、
検出された被検出用マークに基づいてラベルの貼り付け不良を判定する第３ステップと、
を有する、ことを特徴とする検査方法。
前記各被検出用マークは、巻き付け方向に長い帯状であり、
一方の被検出用マークの長さは、他方の被検出用マークの長さよりも長く構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の検査方法。
前記被検出用マークは、前記巻き付け方向と直交するラベルの幅方向において、同一の位置に設けられる、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の検査方法。
前記一対の被検出用マークは、前記ラベルの幅方向において、複数箇所に設けられる、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の検査方法。
前記基準マークは、一つの一対の被検出用マークの一方の被検出用マークに重ねて配置され、かつ、矩形のラベルの角部の近傍に設けられる三角形状である、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の検査方法。
前記被検出用マークの周囲には、透明箇所が設けられる、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の検査方法。
前記所定の検出された前記基準マークに対する所定の二箇所が、複数ある、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の検査方法。